ENERGIA GEOTERMALA

Din interiorul Pamântului spre suprafata este transmis un flux de caldura cu intensitatea medie de 0,05 W/m2. Deoarece diferite parti ale scoartei terestre poseda conductivitati termice inegale, intensitatea fluxului de caldura variaza în limite largi. Regiunile hipertermice, cu intensitati ale fluxului de caldura mai mari, sunt situate în zone tectonice în apropiere de hotarele platformelor continentale. În astfel de zone, la adâncimi de câtiva kilometri se întâlnesc roci cu temperatura până la 300...500OC. Energia rocilor este numită petrogeotermică, iar energia apelor freatice încalzite de aceste roci, hidrogeotermică. Ajungând în caverne, între doua straturi impermeabile, apa geotermala se poate transforma în abur. Caracteristic pentru majoritatea apelor geotermale este continutul sporit de saruri dizolvate. Aburul geotermal contine gaze si vapori, care uneori, pot fi periculoase pentru mediu. În figurile 5.1 si 5.2 sunt prezentate imagini cu apa si aburi ce izvorasc din interiorul pamântului. 

Figura 5.1

Energia geotermala poate fi:

  1. de înalta temperatura (caracteristica zonelor vulcanice); pânzele de apa limitrofe ajungând la sute de grade, realizând o vaporizare partiala care se utilizeaza într-o centrala electrica. Accesul la pânza de apa este dificil. Uneori, adâncimea de foraj poate depasi 10.000 m;
  2. de joasa temperatura; accesibila în orice parte a globului. Temperatura scoartei pamântesti creste în adâncime cu 3°C la fiecare 100 m. Diferenta de temperatura creata ar putea fi aplicata în termoficare prin recircularea fluidului în pompe de caldura, nu în producerea energiei electrice.


Figura 5.2

Centrale termice geotermale

Exista mai multe variante de utilizare a energiei termice geotermale:

  1. utilizare directa (figura 5.3);
  2. utilizare indirecta la potential înalt (figura 5.4);
  3. utilizare indirecta la potential redus (figura 5.5).

Figura 5.3

Figura 5.4

Notatiile pentru figurile 5.3, 5.4 si 5.5 sunt:

  • AS-apa de sonda;
  • AC-apa calda;
  • AN-apa din surse naturale;
  • AP-apa potabila;
  • RT-retele termice;
  • 1-strat acvifer;
  • 2-sonda de captare a energiei geotermale;
  • 3-schimbator de caldura cu amestec;
  • 4-pompa de caldura, PC;
  • 5-vaporizator al pompei de caldura;
  • 6-condensator al pompei de caldura;
  • 7-schimbator de caldura cu suprafata;
  • 8-sonda de retur a apei geotermale.

Figura 5.5

Apele geotermale se extrag prin puturi forate pâna la stratul acvifer. Din sistemele acvifere închise apa poate iesi sub propria presiune. Daca presiunea nu este suficient de mare, pe sonde se instaleaza pompe. Apa slab mineralizata poate fi folosita pentru producerea apei calde de consum sau pentru alte destinatii. Poate fi folosita si ca apa potabila. Gradul de mineralizare a apei potabile se regleaza din schimbatorul de caldura, iar temperatura din pompa de caldura.

Centrale electrice geotermale Aburul sau apa supraîncalzita iese prin sonda de extractie sub propria presiune. Turbinele centralelor electrice geotermale functioneaza cu abur saturat, care poate fi obtinut pe trei cai :

  • • direct din sonda ;
  • • prin destinderea apei supraîncalzite ;
  • • prin vaporizarea apei cu o presiune mai joasa sau a unui lichid cu temperatura de fierbere mai scazuta.

În figurile urmatoare sunt prezentate mai multe variante de centrale electrice geotermale, dupa cum urmeaza :

  • • cu abur saturat, figura 5.6 ;
  • • cu apa supraîncalzita, cu o treapta de destindere si instalatie de termoficare, figura 5.7 ;
  • • cu apa supraîncalzita, cu doua trepte de destindere si instalatie de termoficare, figura 5.8 ;
  • • cu generator de abur si circuit de lucru închis, figura 5.9.
  •  

Figura 5.6

 

Figura 5.7

 

Figura 5.8

Figura 5.9

Notatiile pentru figurile 5.6, 5.7, 5.8 si 5.9 sunt:

  • 1-sonda de extractie;
  • 2-ventil de laminare;
  • 3-separator de abur ;
  • 4-turbina ;
  • 5-separator electric ;
  • 6-condensator;
  • 7-pompa de refulare a condensatorului ;
  • 8-încalzitor de apa de retea ;
  • 9-pompa de retea ;
  • 10-sonda de retur ;
  • 11-pompa de alimentare ;
  • 12-generator de abur.
  • AS-apa de sonda;
  • AC-apa calda;
  • AN-apa din surse naturale;
  • RT-retele termice;

Avantajele energiei geotermale:

  • • lipsa produselor obtinute prin ardere;
  • • sisteme eficiente de încalzire. Dezavantajele energiei geotermale:
  • • sporirea seismicitatii zonei prin reducerea presiunii în sol la extragerea apei sau a aburului;
  • • poluarea aerului cu diferite gaze rezultate prin exploatarea aburului;
  • • poluarea apei cu diferite substante reziduale ale apei extrase.